Wien – Forscher der Technischen Universität Wien (TU Wien) haben eine neue Generation von Stahlbetondecken entwickelt. Dabei reduziert sich der Materialeinsatz um bis zu 50 Prozent – ohne Einbussen bei der Tragfähigkeit, heisst es. Möglich wird das durch eine Kombination aus mathematischer Topologieoptimierung und digitaler, weitgehend automatisierter Fertigung. Am Ende steht auch ein optimierter CO2-Fussabdruck.
Tragstrukturen mit Rippen
Mithilfe von Optimierungsalgorithmen haben die Fachleute berechnet, an welchen Stellen Material tatsächlich benötigt wird und wo darauf verzichtet werden kann. Das Ergebnis sind organisch geformte Tragstrukturen mit Rippen, die den Kräften im Bauteil folgen.
«Solche Formen lassen sich zwar am Computer berechnen, in der Praxis sind sie bisher aber meist an der Herstellung gescheitert. Genau diese Lücke schliessen wir mit unserem Ansatz», erklärt TU-Wien-Fachmann Tobias Huber. Im Projekt sei ein durchgängiger «File-to-Factory»-Prozess entwickelt worden.
Grossformatige Demonstratoren
Das Team hat zu Testzwecken zwei grossformatige Demonstratoren angefertigt. Die Schalungen wurden dabei CNC-gestützt von der DataB GmbH produziert, die Bewehrungen robotisch von der Mesh AG geschweisst. Sie wurden Belastungstests unterzogen und mit konventionellen Deckensystemen verglichen.
Untersucht worden sind unter anderem Tragfähigkeit und Durchbiegung. Die Ergebnisse bestätigten, dass sich die Materialeinsparungen erzielen lassen, ohne die konstruktiven Anforderungen zu beeinträchtigen. Interessant sei die Technologie etwa fürBürogebäude, Einkaufszentren oder mehrgeschossige Bauten. (pte/mc/ps)
